[发明专利]一种电能计量仿真系统构成方法及其装置

摘要

本发明涉及电能计量仿真系统构成方法与装置，用于无功电能计量、电网谐波分析、电网谐波电能计量、电能计量中信号处理的实时仿真研究，以及电能表比对、电能表性能测试，适用于电网电能计量领域，以解决上述领域研究中缺少专用的电能计量仿真研究手段与装置，无法开展电能计量理论、电表工作原理及比对等研究问题。电能计量仿真系统构成方法的组成特征在于包括构建计量算法模型库、电能计量可视化界面、标准源模型库、MATLAB软件平台、DSPACE实时系统、标准源信号、GSP模块、信号调理电路、传感器和实际负荷。该构成方法为电能计量基础理论提供了开放性研究手段，并可通过选择电能计量仿真系统的特定模块分别构成虚拟电能表、电能计量仿真与现场回放系统及电能表对比装置。

主权项

一种电能计量仿真系统构成方法，其特征在于方法包括以下步骤：1)建立计量算法模型库(1)，计量算法包括有功、无功、基波和谐波电能计量算法，针对采样误差给出的误差补偿、采样数据同步化、加窗插值、准周期采样算法，另包含信号处理、频谱分析算法；2)建立标准源模型库(3)，包括实际电网中的典型电压、电流信号模型，所有模型一方面来源于典型谐波源信号，及由现场的录波数据形成标准源信号；3)构建电能计量可视化界面(2)，在MATLAB软件平台(4)下通过GUI编程构建可视化界面；一方面，所述电能计量可视化界面(2)对由DSPACE实时系统(5)采集并经MATLAB软件平台(4)送入的实时电压、电流数据，通过相应控件调用计量算法模型库(1)实现电能计量；或通过相应控件调用标准源模型库(3)内的相关标准源模型，将MATLAB软件平台(4)计算的电压、电流数据送入DSPACE实时系统(5)以产生标准源信号(6)；4)构建信号采集前端：包括设立传感器(9)和信号调理电路(8)；其中传感器(9)采集实际负荷(10)的电压、电流参数，而信号调理电路(8)将传感器(9)采集的信号转换为适合输入DSPACE实时系统(5)的信号；5)构建GSP模块(7)：主要解决DSPACE实时系统(5)在信号采集过程中的高精度授时，实现对电压、电流信号以及三相电压、电流信号的同步采样；基于上述方法构建的的电能计量仿真系统能够对实际负荷(10)的电能进行计量，或对标准源信号(6)的电能进行计量；其中对实际负荷(10)的电能进行计量时，实际负荷(10)的电压、电流参量经传感器(9)采集和调理电路(8)的转换后，输入DSPACE实时系统(5)中进行A/D转换，转换数据经MATLAB软件平台(4)传送到电能计量可视化界面(2)，电能计量可视化界面(2)随后调用计量算法模型库(1)实现电能计量；而对标准源信号(6)的电能进行计量时，电能计量可视化界面(2)先调用标准源模型库(3)，将MATLAB软件平台(4)计算的电压、电流数据送入DSPACE实时系统(5)产生标准源信号(6)，随后再经DSPACE实时系统(5)的A/D转换和MATLAB软件平台(4)传送到电能计量可视化界面(2)并调用计量算法模型库(1)实现标准源信号(6)的电能进行计量。